用于燃料储罐尤其是LNG储罐的阀系统的制作方法

文档编号:14477990
研发日期:2018/5/19

用作船用燃料的液体燃料典型的是液化天然气、液化石油气或液体石油气(LPG)、甲烷、乙烯。天然气在室温下为气态形式。在使用天然气作为燃料的船舶中,天然气通常以液体形式存储在船上,因而该船用燃料通常被称为LNG(英文液化天然气的首字母)。天然气通过将其温度保持低于沸点(该沸点为近似-163℃)而保持液体形式。船载LNG系统典型地包括:燃料储运站,该燃料储运站是与岸上LNG终端或LNG燃料驳船的连接;用于将LNG引导至LNG储罐的绝缘管,LNG储罐用于存储LNG;和储罐室,在该储罐室内可控地蒸发LNG,并且布置LNG到发动机的分配。燃料储运站典型地包括具有各自的控制和安全阀和法兰的一个燃料储运管线(LNG管线)、一个返回管线和一个氮清除管线。当通过两个连接软管将可能蒸发的燃气返回到燃料储运终端或燃料驳船进行燃料储运操作时需要返回管线。天然气作为气体输送到发动机但是作为液体进行储存。储罐室或储罐连接空间与储存罐相关联并且容纳将液体转换成气体以安全输送至发动机的设备。在LNG发生泄漏的情况下,储罐室也被认为是“二次屏障”,因为其中布置有液体管和阀。

对于以LNG为燃料的船舶,国际规章要求LNG储罐必须具有至少两个泄压安全阀和用于每个泄压安全阀的安全阀分支,出于泄压安全阀的维护目的,在每个安全阀分支中的每个泄压安全阀之前和之后,两个泄压安全阀都需要装配有截止阀。因而,截止阀需要以如下方式互锁,即:一次只能仅关闭一个泄压安全阀及其安全阀分支,从而使得至少一个泄压安全阀总是处于操作当中。

在图1中示意性地示出了根据现有技术的LNG储罐的阀系统的简化示例,其中来自于LNG储罐10的出口管线21被分成两个安全阀分支23、24,每个分支23、24都包括泄压安全阀12、15,截止阀7、9位于每个泄压安全阀12、15之前,截止阀阀13、14位于每个泄压安全阀12、15之后。在位于泄压安全阀12、[5之后的截止阀13、14之后,安全阀分支连接至公共出口管线22以向通风桅杆通风。当LNG储罐的压力超过设定的安全极限时,泄压安全阀12、15出于安全原因将打开。在该现有技术系统中,截止阀7、9;13、14为球阀,并与具有泄放钥匙(free key)FA、FB、FD和截止钥匙(trapped key)TB、TC、TD、TE的钥匙和锁系统互锁。这些钥匙是用于机械锁的机械钥匙。为了将安全阀分支23中的泄压安全阀12切断,首先使用泄放钥匙FA将截止阀7释放而关闭,并且释放截止钥匙TB以用于将截止阀13释放而关闭并释放截止钥匙TC,其不能用于其他安全阀分支24。由于泄放钥匙FA正在使用,因此不能关闭其它安全阀分支。当泄压安全阀12准备好再次使用时,通过以相反顺序使用这些钥匙再次将安全阀分支23打开。之后,将泄放钥匙FA释放并准备好用于例如相应地关闭其它安全阀分支24。如能够容易地理解,该钥匙互锁系统相当复杂。

本发明的目的是提供一种燃料储罐特别是LNG储罐的改进阀系统,其中消除或至少最小化以上描述的问题。

本发明的一个具体目的是创造一种燃料储罐特别是LNG储罐的阀系统,该阀系统简单并且节省成本。

本发明的另一个具体目的是创造一种燃料储罐特别是LNG储罐的阀系统,该阀系统在位置和所需空间方面以及在燃料系统结构方面容易优化。

为了实现上述目的以及稍后将变得清楚的那些目的,根据本发明的燃料储运站的特征在于独立阀系统权利要求的特征部分的特征。在从属权利要求中限定了有利的实施方式和特征。

根据本发明,一种燃料储罐尤其LNG储罐的阀系统包括至少两个泄压安全阀,在该阀系统中,一个泄压安全阀位于从所述LNG储罐的出口管线分支而出的一个安全阀分支中,并且所述阀系统进一步包括互锁的截止阀,该截止阀用于有时将所述安全阀分支中的一个分支切断,并且所述截止阀为具有T形孔的分流阀。

根据本发明的有利实施方式,所述截止阀通过机械连接器互锁。

根据另一个实施方式,尤其在鉴于位置和所需空间并且鉴于燃料系统结构方面,互连的截止阀与具有泄放钥匙和截止钥匙的机械钥匙和锁系统互锁。

根据本发明的有利特征,所述安全阀分支从所述LNG储罐的出口管线分支而出并且连接至公共出口管线而到达船舶的通风桅杆,所述截止阀中的一个截止阀位于从所述LNG储罐的出口管线的分支点处,并且所述截止阀中的一个截止阀位于与所述公共出口管线的连接点处。

根据本发明的有利特征,用于所述LNG储罐的泄压安全阀的截止阀为具有T形孔的分流阀,并且所述截止阀被机械地互锁,使得当一个截止阀转动到例如关闭一个安全阀分支而保持另一个安全阀分支打开的另一个位置时,另一个截止阀将同时转到对应位置,即将同一个安全阀分支关闭而将另一个安全阀分支打开。因而只需要两个截止阀,并且互锁简单得多。

根据其中所述截止阀通过机械连接器互锁的实施方式中的有利特征,使用链或杆或小齿轮作为机械连接器。根据有利的特征,所述阀系统位于船舶的储罐连接空间中。

通过本发明,实现了若干优点。首先,在LNG储罐的阀系统中需要的截止阀的数量减少一半;其次,截止阀的互锁将简单得多。此外,需要的管件和焊接更少,因而也简化了组装工作。

在下文中,通过参照附图更详细地描述本发明,其中:

图1示意性示出了根据现有技术的LNG储罐的阀系统的简化示例;以及

图2A至2C示意性示出了根据本发明的有利示例的LGN储罐的阀系统的简化示例。

在图1至2C的如下描述中,使用对应的附图标记和符号来标识相同的元件、零部件和组成部分,除非另有说明。在附图中,出于清楚原因,没有重复一些附图标记。在下文中,考虑到简化本公开,主要通过参照船舶的LNG储罐描述这些示例,但是应该注意,除了该示例之外,LNG储罐或LPG储罐或乙烷储罐的任何类型的阀系统都具有根据本发明的类似特征和特性。

在图1中,示出了根据现有技术的LNG储罐的阀系统的简化示例,其中来自于LNG储罐10的出口管线21被分成两个安全阀分支23、24,每个分支23、24都包括泄压安全阀12、15,在每个泄压安全阀12、15之前具有截止阀7、9,并且在每个泄压安全阀12、15之后具有截止阀13、14。在位于泄压安全阀12、15之后的截止阀13、14之后,安全阀分支连接至公共出口管线22以向通风桅杆通风。当LNG储罐的压力超过设定的安全极限时,泄压安全阀12、15出于安全原因将打开。在该现有技术系统中,截止阀7、9;13、14为球阀,并与具有泄放钥匙FA、FB、FD和截止钥匙TB、TC、TD、TE的钥匙和锁系统互锁。这些钥匙是用于机械锁的机械钥匙。为了将安全阀分支23中的泄压安全阀12切断,首先使用泄放钥匙FA将截止阀7释放而关闭,并且释放截止钥匙TB以用于将截止阀13释放而关闭,并释放截止钥匙TC,其不能用于其他安全阀分支24。由于泄放钥匙FA正在使用,因此不能关闭其它安全阀分支。当泄压安全阀12准备好再次使用时,通过以相反顺序使用这些钥匙再次将安全阀分支23打开。之后,将泄放钥匙FA释放并准备好用于例如相应地关闭其它安全阀分支24。

图2A至2C示意性地示出了根据本发明的有利示例的LNG储罐的阀系统的简化示例,该阀系统有利地位于船舶的储罐连接空间中。在图2A中,该阀系统在正常条件下使用,而在图2B中,此时其中一个泄压安全阀处于维护状态,在该图中,该泄压安全阀位于左手侧安全阀分支中。在图2C中,此时另一个泄压安全阀处于维护状态,在该图中,该安全阀位于右手侧安全阀分支中。在图2A至2C中,从LNG储罐10通过阀系统并经由通风桅杆到达出口管线22的气流由箭头示出。如图2A至2C中所示,来自LNG储罐10的出口管线21被分成两个安全阀分支23、24,每个分支23、24都包括泄压安全阀12、15,并且安全阀分支23、24连接至公共出口管线22以便通风到甲板和空气。当LNG储罐的压力超过设定的安全极限时,出于安全原因泄压安全阀12、15将打开。该阀系统包括两个截止阀11、16,截止阀11、16为具有T形孔的分流阀,即三通阀。一个截止阀11位于来自于LNG储罐10的出口管线分支到安全阀分支23、24的分支点处,其中泄压安全阀12、15位于该安全阀分支23、24中。另一个截止阀16位于安全阀分支23、24连接至彼此并连接至来自于阀系统的公共出口管线22的连接点处。在该实施方式中,截止阀11、16通过机械连接器18(例如,链、杆或小齿轮)机械地连接。因而,截止阀11、16机械地互锁,从而当一个截止阀11转动到例如关闭一个安全阀分支23而保持另一个安全阀24打开的另一个位置时,另一个阀16将同时转动到对应位置,即关闭同一个安全阀分支23而保持另一个安全分支24打开。在图2A中,阀系统在正常状态下使用,气体能够流过两个安全阀分支23、24,这是因为截止阀11、16的T形孔允许流到每个安全阀分支23、24,并且两个泄压安全阀12、15都处于使用之中。在图2B中,一个泄压安全阀12处于维护状态,并且安全阀分支23被截止阀11、16切断,该截止阀11、16被转动成使得截止阀11、16的T形孔将安全阀分支23关闭而保持另一个安全阀24打开。在图3C中,另一个泄压安全阀15处于维护状态,并且安全阀分支24被截止阀11、16切断,截止阀11、16被转动成使得截止阀11、16的T形孔关闭安全阀分支24而保持另一个安全阀分支23打开。截止阀11、16手动操作或由操作员(未示出)操作。

在另一个实施方式中,截止阀11、16与参照图1描述的具有泄放钥匙和截止钥匙的钥匙和锁系统互锁而不是机械连接器18互锁。在该实施方式中,在截止阀11、16的左右两侧都具有机械锁,以阻止或允许向左或向右转动截止阀。这些钥匙为用于机械锁的机械钥匙。为了将任一个安全阀分支23、24中的一个泄压安全阀12、15切断,如参照图1描述的那样相应地使用钥匙。当泄压安全阀12、15准备好再次使用时,以相反顺序使用钥匙再次将安全阀分支23、24打开。

以上仅仅描述了本发明的一些有利示例,本发明并不狭窄地限于这些示例。对本领域技术人员清楚的是,在如下权利要求限定的发明内,可以进行许多修改和改变。

附图中使用的附图标记

7:截止阀

9:截止阀

10:LNG储罐

11:截止阀

12:泄压安全阀

13:截止阀

14:截止阀

15:泄压安全阀

16:截止阀

18:机械连接器

21:来自于LNG储罐的出口管线

22:来自于阀系统的出口管线

23.安全阀分支

24:安全阀分支

FA、FB、FD:泄放钥匙

TB、TC、TD、TE:截止钥匙

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